JPS5938537B2 - 漏洩検出装置 - Google Patents
漏洩検出装置Info
- Publication number
- JPS5938537B2 JPS5938537B2 JP51001508A JP150876A JPS5938537B2 JP S5938537 B2 JPS5938537 B2 JP S5938537B2 JP 51001508 A JP51001508 A JP 51001508A JP 150876 A JP150876 A JP 150876A JP S5938537 B2 JPS5938537 B2 JP S5938537B2
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- JP
- Japan
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- pulse
- leakage
- width
- capacitance
- electrode
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、流体漏洩検出装置に係り、特に保温材を用い
た配管係において、漏洩を早期に検出し、かつ漏洩個所
を局所的に識別するに好適な漏洩検出装置に関する。
た配管係において、漏洩を早期に検出し、かつ漏洩個所
を局所的に識別するに好適な漏洩検出装置に関する。
漏洩検出器としては、漏洩時の抵抗変化や静電容量の変
化を応用した方式があるが、特に容量変化を応用した静
電容量型検出器は保温材を巻いた配管等の早期漏洩検出
に有効である。
化を応用した方式があるが、特に容量変化を応用した静
電容量型検出器は保温材を巻いた配管等の早期漏洩検出
に有効である。
第１図は公知の静電容量型漏洩検出装置の原理を示す。
流体１を流す配管２を内側電極とし、配管に巻つけた保
温材３の外側に外装電極４を設け、配管２と外装電極４
とでコンデンサ６を形成する。５、５’は、それぞれ配
管２側と外装電極４側からとり出す検出端子である。
温材３の外側に外装電極４を設け、配管２と外装電極４
とでコンデンサ６を形成する。５、５’は、それぞれ配
管２側と外装電極４側からとり出す検出端子である。
ここで、コンデンサ６の静電容量Ｃｌ（Ｆ／ｍ）に関し
ては（ハ式が成立する。Ｃｌ二２πε／ｌｏｇ（ｂ／
ａ） ・・・・・・ （ハただし、ε：電極間に存在す
る物質の誘電率ａ：配管の外径ｂ；外装電極の内径 漏洩の無い場合には、εは石綿等の保温材の誘電率で、
その値は比較的小さい。
ては（ハ式が成立する。Ｃｌ二２πε／ｌｏｇ（ｂ／
ａ） ・・・・・・ （ハただし、ε：電極間に存在す
る物質の誘電率ａ：配管の外径ｂ；外装電極の内径 漏洩の無い場合には、εは石綿等の保温材の誘電率で、
その値は比較的小さい。
一方、電極付近の配管に亀裂７が発生し、この部分より
保温材に流体の漏洩８が生じ始めると、誘電率は増大す
る。したがつて、静電容量の増大を検知することにより
、流体の浸透が保温材表面に未だ現われず、保温材内部
での浸透段階にて、漏洩の早期検出が可能となる。ここ
で、漏洩の有無を常時監視するためには、上記コンデン
サ６の静電容量Ｃｌの自動測定が必要となるが、従来、
このために自動平衡式交流ブリッジを使用していた。
保温材に流体の漏洩８が生じ始めると、誘電率は増大す
る。したがつて、静電容量の増大を検知することにより
、流体の浸透が保温材表面に未だ現われず、保温材内部
での浸透段階にて、漏洩の早期検出が可能となる。ここ
で、漏洩の有無を常時監視するためには、上記コンデン
サ６の静電容量Ｃｌの自動測定が必要となるが、従来、
このために自動平衡式交流ブリッジを使用していた。
第２図は自動平衡式交流ブリッジの構成を示す。
前述の配管部のコンデンサ６は検出端子５、５’を介し
てブリッジ回路１０に接続されている。Ｃｓは標準コン
デンサの静電容量、Ｒ１ 、Ｒ２は抵抗である。ブリッ
ジ回路１０の不平衡出力電圧Ｖは増幅器１２で増幅され
、位相検波器１３において交流電源１１の電圧Ｅと同位
相の成分Ｖ１が分離される。このＶ１はサーボ増幅器１
４を介してサーボ・モータ１５により抵抗Ｒ２を加減し
、Ｖ１−Ｏになるように調整する。サーボ・モータが安
定し、１＝Ｏが成立すれば、が成立したことになるので
、（２）式よりＣＬを求めることができる。
てブリッジ回路１０に接続されている。Ｃｓは標準コン
デンサの静電容量、Ｒ１ 、Ｒ２は抵抗である。ブリッ
ジ回路１０の不平衡出力電圧Ｖは増幅器１２で増幅され
、位相検波器１３において交流電源１１の電圧Ｅと同位
相の成分Ｖ１が分離される。このＶ１はサーボ増幅器１
４を介してサーボ・モータ１５により抵抗Ｒ２を加減し
、Ｖ１−Ｏになるように調整する。サーボ・モータが安
定し、１＝Ｏが成立すれば、が成立したことになるので
、（２）式よりＣＬを求めることができる。
上記自動平衡式交流ブリツジは精密測定には適するが、
下記のような欠点を有する。
下記のような欠点を有する。
第一の欠点は、サーボ・モータのような機械部分を含む
ほか、全体的に構成が複雑であるため、故障が起き易く
、かつ高価である。
ほか、全体的に構成が複雑であるため、故障が起き易く
、かつ高価である。
第二の欠点はブリツジの出力が零となるまでの時間、す
なわちサーボ・モータの安定までの時間は数秒〜数１０
秒かかるため、原子力や化学プラントの多くの要注意個
所の漏洩を検出する場合には、かなりの時間を要するの
で、静電容量型検出方式が本来有する早期漏洩検出の特
長が失なわれることである。なお、静電容量検出法には
、上記交流ブリツジ方式以外に、共振法等もあるが、静
電要量の微少変化分の測定に使用されるもので、静電容
量の大幅に変化する漏洩検出には適さない。本発明の目
的は、流体の微少漏洩から大漏洩までを容易に検出でき
、しかも漏洩量を求めることのできる流体漏洩検出装置
を提供することにある。
なわちサーボ・モータの安定までの時間は数秒〜数１０
秒かかるため、原子力や化学プラントの多くの要注意個
所の漏洩を検出する場合には、かなりの時間を要するの
で、静電容量型検出方式が本来有する早期漏洩検出の特
長が失なわれることである。なお、静電容量検出法には
、上記交流ブリツジ方式以外に、共振法等もあるが、静
電要量の微少変化分の測定に使用されるもので、静電容
量の大幅に変化する漏洩検出には適さない。本発明の目
的は、流体の微少漏洩から大漏洩までを容易に検出でき
、しかも漏洩量を求めることのできる流体漏洩検出装置
を提供することにある。
本発明の特徴は、配管に接続された第１電極と配管の保
温材表面に取付けられる第２電極との間の静電容量に基
づいて定まる第１パルスの幅が所定の静電容量に基づい
て定まる第２パルスの幅よりも大きい時に漏洩信号を出
力し、漏洩信号が出力された時、第１パルスと第２パル
スの時間幅の差に基づいて漏洩量を求めることにある。
本発明の実施例を第３図〜第５図によつて説明する。
温材表面に取付けられる第２電極との間の静電容量に基
づいて定まる第１パルスの幅が所定の静電容量に基づい
て定まる第２パルスの幅よりも大きい時に漏洩信号を出
力し、漏洩信号が出力された時、第１パルスと第２パル
スの時間幅の差に基づいて漏洩量を求めることにある。
本発明の実施例を第３図〜第５図によつて説明する。
２００は質問装置、３００はマルチプレクサ、Ｐ，，ｐ
２，・・・・・・，Ｐｎは保温材３を巻いた配管２の漏
洩上要注意個所、たとえば溶接線付近に多数装備した帯
状の電極。
２，・・・・・・，Ｐｎは保温材３を巻いた配管２の漏
洩上要注意個所、たとえば溶接線付近に多数装備した帯
状の電極。
Ｔｌ，Ｔ２，・・・・・・，Ｔｎは前記Ｐｌ，ｐ２，・
・・・・・，Ｐｎにリード線１１，１２，・・・・・・
，１ｎを介して接続された応答器。配管２は他方の共通
電極で、リード線ｇを介して、前記各応答器に接続され
ている。本システムの動作を第４図のタイム・チヤート
を用いて説明するて以下のようになる。
・・・・・，Ｐｎにリード線１１，１２，・・・・・・
，１ｎを介して接続された応答器。配管２は他方の共通
電極で、リード線ｇを介して、前記各応答器に接続され
ている。本システムの動作を第４図のタイム・チヤート
を用いて説明するて以下のようになる。
まず、質問装置２００のトリガ・パルス発生器２０は、
第４図に示すように、一定周期ＣＭのパルスｉを発生す
る。
第４図に示すように、一定周期ＣＭのパルスｉを発生す
る。
このパルスは伝送線を介してマルチプレクサ３００に伝
送される。いま、マルチプレクサ３００が、図示のよう
に、端子Ｓ１が選択されている場合、前記トリガ・パル
スｉは応答器Ｔ１内にｉ１として入り、モノマルチ４１
および４２の入力信号となる。
送される。いま、マルチプレクサ３００が、図示のよう
に、端子Ｓ１が選択されている場合、前記トリガ・パル
スｉは応答器Ｔ１内にｉ１として入り、モノマルチ４１
および４２の入力信号となる。
なお、前記マルチプレクサは、模式的に機械的接点を図
示したが、実際には無接点の半導体素子を使用してもよ
い。また、４１と４２に使用されているモノマルチは第
５図に示すように動作する。
示したが、実際には無接点の半導体素子を使用してもよ
い。また、４１と４２に使用されているモノマルチは第
５図に示すように動作する。
モノマルチ素子は同図ａに示すようにＡ，Ｂ２種類の入
力端子とＱ，Ｑなる２つの出力端子を有し、外部に抵抗
ＲとコンデンサＣを接続するようになつている。まず、
Ａ入力端子にトリガ・パルスが入つた場合には、同図ｂ
に示すように入力パルスの立上り時刻より（３）式にて
定まる時間幅τのパルスをＱ出力端子に出力する。τ＝
α・ＲＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（３）ただし、α；比例定数また、Ｑ端子は、図示の
ように、Ｑ出力と全く逆極性の信号が出力するようにな
つている。
力端子とＱ，Ｑなる２つの出力端子を有し、外部に抵抗
ＲとコンデンサＣを接続するようになつている。まず、
Ａ入力端子にトリガ・パルスが入つた場合には、同図ｂ
に示すように入力パルスの立上り時刻より（３）式にて
定まる時間幅τのパルスをＱ出力端子に出力する。τ＝
α・ＲＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
（３）ただし、α；比例定数また、Ｑ端子は、図示の
ように、Ｑ出力と全く逆極性の信号が出力するようにな
つている。
一方、Ｂ端子にトリガ・パルスが入つた場合も出力端子
に（３）式にて定まる時間幅のパルスが出力されるが、
図示のように、トリガ・パルスの立下り時に出力パルス
が立上る点でＡ入力の場合と異なる。
に（３）式にて定まる時間幅のパルスが出力されるが、
図示のように、トリガ・パルスの立下り時に出力パルス
が立上る点でＡ入力の場合と異なる。
さて、トリガ・パルスｉ１はモノマルチ４２ではＡ入力
となるので、抵抗ＲｓとコンデンサＣｓより定まる時間
幅の矩形パルスＨ，を出力する。
となるので、抵抗ＲｓとコンデンサＣｓより定まる時間
幅の矩形パルスＨ，を出力する。
このｈ１はスイツチ回路４３の制御信号となり、スイツ
チを所定時間オンにする。これにより、外装電極Ｐ１お
よび配管２よりなるコンデンサがモノマルチ４１に接続
されたことになる。したがつて、モノマルチ４１は、Ｂ
入力端子に入つたトリガ・パルスｉ１の立下り時刻より
、抵抗ＲＬおよび静電容量ＣＬ，によつて定まる時間幅
τ，のパルスを出力する。ここで、ＲＬは固定抵抗であ
るので、τ１は常にＣＬｌに比例することになる。上述
のようにして、応答器Ｔ１が選択されたときにのみ、ス
イツチ回路４３がオンになつて、電極Ｐｌ，配管２間の
静電容量ＣＬがパルス幅に変換されるようになつている
。したがつて、漏洩が発生し、コンデンサ容量が増加す
れば、これに比例してパルス幅も増加することになる。
このパルスはトランスミツタ回路４４を介して各応答器
に共通な伝送線γを経由して応答信号として質問器２０
０に返送される。第４図に示したタイム・チヤートは一
般に応答器Ｔｋ−１，Ｔｋ，Ｔｋ＋１がマルチプレクサ
により順次選択された場合の動作を示しており、質問信
号１ｋ−１，ｉｋ，ｉｋ＋１に応じて応答信号γ，−１
，γＫ，γｋ＋，が返送される模様を示している。
チを所定時間オンにする。これにより、外装電極Ｐ１お
よび配管２よりなるコンデンサがモノマルチ４１に接続
されたことになる。したがつて、モノマルチ４１は、Ｂ
入力端子に入つたトリガ・パルスｉ１の立下り時刻より
、抵抗ＲＬおよび静電容量ＣＬ，によつて定まる時間幅
τ，のパルスを出力する。ここで、ＲＬは固定抵抗であ
るので、τ１は常にＣＬｌに比例することになる。上述
のようにして、応答器Ｔ１が選択されたときにのみ、ス
イツチ回路４３がオンになつて、電極Ｐｌ，配管２間の
静電容量ＣＬがパルス幅に変換されるようになつている
。したがつて、漏洩が発生し、コンデンサ容量が増加す
れば、これに比例してパルス幅も増加することになる。
このパルスはトランスミツタ回路４４を介して各応答器
に共通な伝送線γを経由して応答信号として質問器２０
０に返送される。第４図に示したタイム・チヤートは一
般に応答器Ｔｋ−１，Ｔｋ，Ｔｋ＋１がマルチプレクサ
により順次選択された場合の動作を示しており、質問信
号１ｋ−１，ｉｋ，ｉｋ＋１に応じて応答信号γ，−１
，γＫ，γｋ＋，が返送される模様を示している。
さて、質問器２００では、トリガ・パルス発生器２０で
発生した前述のトリガ・パルスｉはモノマルチ２３にも
入り、第４図に示すように、時間幅Ｗ。
発生した前述のトリガ・パルスｉはモノマルチ２３にも
入り、第４図に示すように、時間幅Ｗ。
＋τｏの負論理のパルスｐを出力する。このパルス幅も
抵抗Ｒｐと容量Ｃｐによつて定められている。なおＷ。
はトリガ・パルスｉのパルス幅に相当し、τｏは漏洩が
生じないときのγパルスの最大値になるよう設定されて
いる。ＡＮＤゲート２４では上記パルスｐと応答パルス
γとの論理積がとられ、γパルスのうち、ｐの論理値゛
０”の区間を越えた部分だけパルスｄとして出力される
ようになつている。
抵抗Ｒｐと容量Ｃｐによつて定められている。なおＷ。
はトリガ・パルスｉのパルス幅に相当し、τｏは漏洩が
生じないときのγパルスの最大値になるよう設定されて
いる。ＡＮＤゲート２４では上記パルスｐと応答パルス
γとの論理積がとられ、γパルスのうち、ｐの論理値゛
０”の区間を越えた部分だけパルスｄとして出力される
ようになつている。
ここで、応答パルスγはトリガ・パルスｉの立下り時点
で返送されるので）各応答パルスγｋ−Ｄｒｋラγｋ＋
１の時間幅τｋ−１，τＫ，τｋ＋１はゲート２４にお
いて上記τ。と比較され、τｏを越えた分だけｄパルス
として出力されることになる。第４図の例では、γｋ＋
，パルスの時間幅τｋ＋１がτ。を大幅に越えてｄパル
スが発生しており、外装電極Ｐｋ＋，付近に漏洩が生じ
ていることを示している。本システムでは、漏洩量を知
るためにｄパルスの時間幅を計測するようになつている
。
で返送されるので）各応答パルスγｋ−Ｄｒｋラγｋ＋
１の時間幅τｋ−１，τＫ，τｋ＋１はゲート２４にお
いて上記τ。と比較され、τｏを越えた分だけｄパルス
として出力されることになる。第４図の例では、γｋ＋
，パルスの時間幅τｋ＋１がτ。を大幅に越えてｄパル
スが発生しており、外装電極Ｐｋ＋，付近に漏洩が生じ
ていることを示している。本システムでは、漏洩量を知
るためにｄパルスの時間幅を計測するようになつている
。
すなわち、ｄパルスはＡＮＤゲート２６においてクロツ
ク発振器２５の出力するクロツク・パルスをサンプリン
グして、ｅパルス群とし、カウンタ２７において、この
ｅパルス群をカウントして、その計数値を表示器２８に
表示するようになつている。一方、質問器２００が、質
関している応答器の識別番別はトリガ・パルスｉを計数
入力とするカウンタ２１の出力値ｍで定まり、表示器２
２にその番号値を表示するようになつている。また、こ
れと同時に出力値ｍはマルチプレクサ３００の制御も行
なうようになつている。なお、カウンタ２１は１ツ２ｔ
３ラｏ″″″″５ｎ？１ツ２ツ３ラ３３００のように循
環して計数できるようになつている。したがつて、オペ
レータは操作室内で表示器２２と２８を監視することに
より配管現場の漏洩個所を早期に検知し、かつ時々刻々
に変化する漏洩量を測定することができる。なお、以上
の説明の応答信号では静電容量に関する情報をパルスの
時間幅で表現したが、応答信号を一対のパルスとし、静
電容量を２つのパルスの時間々隔で表現して伝送するこ
とも可能であり、当業者であれば容易に実現できる。
ク発振器２５の出力するクロツク・パルスをサンプリン
グして、ｅパルス群とし、カウンタ２７において、この
ｅパルス群をカウントして、その計数値を表示器２８に
表示するようになつている。一方、質問器２００が、質
関している応答器の識別番別はトリガ・パルスｉを計数
入力とするカウンタ２１の出力値ｍで定まり、表示器２
２にその番号値を表示するようになつている。また、こ
れと同時に出力値ｍはマルチプレクサ３００の制御も行
なうようになつている。なお、カウンタ２１は１ツ２ｔ
３ラｏ″″″″５ｎ？１ツ２ツ３ラ３３００のように循
環して計数できるようになつている。したがつて、オペ
レータは操作室内で表示器２２と２８を監視することに
より配管現場の漏洩個所を早期に検知し、かつ時々刻々
に変化する漏洩量を測定することができる。なお、以上
の説明の応答信号では静電容量に関する情報をパルスの
時間幅で表現したが、応答信号を一対のパルスとし、静
電容量を２つのパルスの時間々隔で表現して伝送するこ
とも可能であり、当業者であれば容易に実現できる。
以上のように、本実施例は、比較的簡単な回路構成で、
微小漏洩から大漏洩までの広範囲にわたつて流体の漏洩
を検出することができ、配管系の多くの個所について漏
洩個所の早期検知、および漏洩量の検出が可能である。
微小漏洩から大漏洩までの広範囲にわたつて流体の漏洩
を検出することができ、配管系の多くの個所について漏
洩個所の早期検知、および漏洩量の検出が可能である。
これにより高信頼度でかつ経済的な漏洩検出システムを
実現でき、原子力プラントや化学プラントの如き多数の
配管系をかかえるプラントへの適用が期待できる。本発
明によれば、第１電極と第２電極との間の静電容量に基
づいて定まる第１パルスの幅と所定の静電容量に基づい
て定まる第２パルスの幅とを比較しているので、簡単な
構造で微小漏洩から大漏洩までの広範囲の流体の漏洩を
容易に検出することができ、しかも流体の漏洩量も容易
に求められる。
実現でき、原子力プラントや化学プラントの如き多数の
配管系をかかえるプラントへの適用が期待できる。本発
明によれば、第１電極と第２電極との間の静電容量に基
づいて定まる第１パルスの幅と所定の静電容量に基づい
て定まる第２パルスの幅とを比較しているので、簡単な
構造で微小漏洩から大漏洩までの広範囲の流体の漏洩を
容易に検出することができ、しかも流体の漏洩量も容易
に求められる。
第１図、第２図は従来例、第３図、第４図、第５図は本
発明の実施例を説明する図である。
発明の実施例を説明する図である。
Claims (1)
- １ 内部に流体が存在する配管に接続される第１電極と
、前記配管の周囲を取囲む保温材の外面に取付けられる
第２電極と、トリガ・パルスを発生する手段と、かつ前
記トリガ・パルスが発信された時、前記第１電極と前記
第２電極との間に静電容量および第１抵抗とで定まる幅
を有する第１パルスを発信する手段と、第２の抵抗と所
定の静電容量のコンデンサとで定まる所定の幅を有する
第２パルスを発信する手段と、前記第１パルスの幅が前
記第２パルスの幅よりも大きくなつた時に漏洩信号を出
力する手段と、前記漏洩信号が出力された時に前記第１
パルスと第２パルスとの時間幅の差に基づいて漏洩量を
求める手段とからなる流体漏洩検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51001508A JPS5938537B2 (ja) | 1976-01-09 | 1976-01-09 | 漏洩検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51001508A JPS5938537B2 (ja) | 1976-01-09 | 1976-01-09 | 漏洩検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5285875A JPS5285875A (en) | 1977-07-16 |
| JPS5938537B2 true JPS5938537B2 (ja) | 1984-09-18 |
Family
ID=11503410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51001508A Expired JPS5938537B2 (ja) | 1976-01-09 | 1976-01-09 | 漏洩検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938537B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60188514A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ジヤツキアツプ型リグの昇降装置 |
| JPS6235038U (ja) * | 1985-08-13 | 1987-03-02 |
-
1976
- 1976-01-09 JP JP51001508A patent/JPS5938537B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60188514A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ジヤツキアツプ型リグの昇降装置 |
| JPS6235038U (ja) * | 1985-08-13 | 1987-03-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5285875A (en) | 1977-07-16 |
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